RU2341875C1 - Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals - Google Patents

Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals Download PDF

Info

Publication number
RU2341875C1
RU2341875C1 RU2007106466/09A RU2007106466A RU2341875C1 RU 2341875 C1 RU2341875 C1 RU 2341875C1 RU 2007106466/09 A RU2007106466/09 A RU 2007106466/09A RU 2007106466 A RU2007106466 A RU 2007106466A RU 2341875 C1 RU2341875 C1 RU 2341875C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terminal
resistive
amplitude
shaped connection
modulated signals
Prior art date
Application number
RU2007106466/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007106466A (en
Inventor
Александр Афанасьевич Головков (RU)
Александр Афанасьевич Головков
Александр Михайлович Мальцев (RU)
Александр Михайлович Мальцев
Василий Игоревич Гайдуков (RU)
Василий Игоревич Гайдуков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт)
Priority to RU2007106466/09A priority Critical patent/RU2341875C1/en
Publication of RU2007106466A publication Critical patent/RU2007106466A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2341875C1 publication Critical patent/RU2341875C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

FIELD: radio communication.
SUBSTANCE: in device for demodulation of amplitude-manipulated and amplitude-modulated (AM) signals as non-linear element three-pole non-linear element is selected, which is connected between quadripole and introduced high frequency load, according to the circuit with common emitter, with common base or with common collector, low-pass filter is connected to high frequency load, quadripole is made of at least two resistive dipoles, values of parameters of which are selected based on condition of provision of required value of depth of amplitude modulation of received AM signal.
EFFECT: higher noise immunity with preset depth of AM.
10 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано для демодуляции амплитудно-манипулированных и амплитудно-модулированных сигналов.The invention relates to radio communications and can be used to demodulate amplitude-manipulated and amplitude-modulated signals.

Все известные устройства демодуляции амплитудно-модулированных сигналов (АМС) состоят из выполнения следующих операций. От источника АМС подают на нелинейный элемент, с его помощью разрушают спектр АМС на высокочастотные и низкочастотные составляющие. С помощью фильтра нижних частот (ФНЧ) выделяют низкочастотные составляющие колебания, амплитуда которых изменяется по закону изменения огибающей АМС. С помощью разделительной емкости, включенной в продольную цепь, устраняют постоянную составляющую и низкочастотную переменную составляющую подают на нагрузку.All known devices for the demodulation of amplitude-modulated signals (AMC) consist of the following operations. From the source, the AMS is fed to a nonlinear element, with its help, the AMC spectrum is destroyed into high-frequency and low-frequency components. Using a low-pass filter (low-pass filter), low-frequency components of the oscillation are isolated, the amplitude of which varies according to the law of change of the AMS envelope. Using the separation capacitance included in the longitudinal circuit, the constant component is eliminated and the low-frequency variable component is supplied to the load.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов, состоящий в том, что амплитудно-модулированный сигнал подают на демодулятор из параллельно или последовательно включенного полупроводникового диода к фильтру низких частот [Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 1988, стр.286-292]. Принцип действия устройства состоит в том, что с помощью нелинейного элемента (диода) разрушается спектр амплитудно-модулированного сигнала (АМС) на высокочастотные и низкочастотные составляющие. Последние выделяются с помощью фильтра нижних частот и поступают в нагрузку. При необходимости между источником модулированных сигналов и нелинейным элементом или между нелинейным элементом и нагрузкой включают реактивный или резистивный четырехполюсник для согласования и дополнительной селекции сигнала и помехи. В результате на выходе устройства имеем низкочастотное колебание, амплитуда которого изменяется по закону изменения огибающей входного высокочастотного амплитудно-модулированного колебания. Недостаток способа и устройства его реализации состоит в том, что при прохождении АМС через указанную цепь глубина модуляции уменьшается, причем чем уже полоса пропускания контура, т.е. чем лучше помехоустойчивость, тем глубина модуляции уменьшается на большую величину.The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a device for demodulating amplitude-modulated signals, consisting in the fact that the amplitude-modulated signal is fed to the demodulator from a parallel or series-connected semiconductor diode to a low-pass filter [S. Baskakov Radio circuits and signals. M.: Higher School, 1988, pp. 286-292]. The principle of operation of the device is that with the help of a nonlinear element (diode), the spectrum of the amplitude-modulated signal (AMC) is destroyed into high-frequency and low-frequency components. The latter are allocated using a low-pass filter and enter the load. If necessary, between the source of modulated signals and the nonlinear element or between the nonlinear element and the load include a reactive or resistive four-terminal network for matching and additional signal and interference selection. As a result, at the output of the device, we have a low-frequency oscillation, the amplitude of which changes according to the law of variation of the envelope of the input high-frequency amplitude-modulated oscillation. The disadvantage of the method and device for its implementation is that when the AMS passes through the indicated circuit, the modulation depth decreases, and the narrower the bandwidth of the circuit, i.e. the better the noise immunity, the deeper the modulation depth decreases by a larger amount.

Указанный недостаток связан с тем, что в традиционной теории радиотехнических цепей указанный выше четырехполюсник не оптимизируется по критерию обеспечения заданной глубины амплитудной модуляции принятого АМС. Не оптимизируется также место включения нелинейного элемента. Это связано с тем, что в традиционной теории нелинейный элемент считается безынерционным, т.е. не имеющим внутренних емкостей и индуктивностей.This drawback is due to the fact that in the traditional theory of radio circuits, the above four-terminal network is not optimized according to the criterion of ensuring a given amplitude modulation depth of the received AMS. The place of inclusion of the nonlinear element is also not optimized. This is due to the fact that in the traditional theory a nonlinear element is considered as inertialess, i.e. not having internal capacities and inductances.

Техническим результатом изобретения является обеспечение заданной глубины амплитудной модуляции принятого амплитудно-модулированного сигнала, что повышает помехоустойчивость. Возможность выбора места включения нелинейного элемента обеспечивает повышение возможности физической реализуемости и увеличения рабочей полосы частот.The technical result of the invention is the provision of a given depth of amplitude modulation of the received amplitude-modulated signal, which increases noise immunity. The ability to select the location of the inclusion of a nonlinear element provides an increase in the possibility of physical feasibility and increase the working frequency band.

1. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции амплитудно-модулированных сигналов, состоящем из каскадно-соединенных четырехполюсника, нелинейного элемента, фильтра нижних частот, последовательно включенной разделительной емкости и низкочастотной нагрузки, дополнительно в качестве нелинейного элемента выбран трехполюсный нелинейный элемент, который включен между четырехполюсником и введенной высокочастотной нагрузкой по схеме с общим эмиттером, с общей базой или с общим коллектором, к высокочастотной нагрузке подключен фильтр нижних частот, четырехполюсник выполнен из числа резистивных двухполюсников, не меньшего двух, значения параметров которых выбраны из условия обеспечения требуемого значения глубины амплитудной модуляции принятого амплитудно-модулированного сигнала путем использования следующих математических выражений:1. This result is achieved by the fact that in the device for demodulating amplitude-modulated signals, consisting of a cascade-connected four-terminal, non-linear element, low-pass filter, series-separated separation capacitance and low-frequency load, in addition, a three-pole non-linear element is selected as a non-linear element, which is included between a four-terminal device and the introduced high-frequency load according to the scheme with a common emitter, with a common base or with a common collector, to a high-frequency load connected lowpass filter quadripole is made of two-terminal of the resistor, at least two, parameter values are selected to provide the desired value of the received amplitude modulation depth of the amplitude-modulated signal by using the following mathematical expression:

Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000002
Figure 00000003

где

Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
a, b, с, d - элементы классической матрицы передачи четырехполюсника;Where
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
a, b, c, d - elements of the classical quadrupole transmission matrix;

Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013

m=m21bвх;

Figure 00000014
Figure 00000015
при m21>1 или
Figure 00000016
при m21<1;m = m 21 b in ;
Figure 00000014
Figure 00000015
for m 21 > 1 or
Figure 00000016
when m 21 <1;

Figure 00000017
при mвх>1 или
Figure 00000018
при mвх<1;
Figure 00000017
for m in > 1 or
Figure 00000018
when m I <1;

Figure 00000019
при m>1 или
Figure 00000020
при m<1;
Figure 00000019
for m> 1 or
Figure 00000020
for m <1;

Figure 00000021
1<m<mгр или mгр<m<1;
Figure 00000021
1 <m <m gr or m gr <m <1;

Figure 00000022
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000023
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000025
Figure 00000026

Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000027
Figure 00000028

Figure 00000029
Figure 00000030
Figure 00000029
Figure 00000030

Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000031
Figure 00000032

Figure 00000033
Figure 00000033

Figure 00000034
Figure 00000034

m21, mвх, m - отношения модулей коэффициента передачи высокочастотной части демодулятора, входного сигнала и сигнала на высокочастотной нагрузке в двух состояниях входного сигнала, характеризуемых двумя крайними значениями амплитуды амплитудно-модулированного сигнала; М21, Мвх, М - глубина модуляции коэффициента передачи высокочастотной части демодулятора, входного сигнала и сигнала на высокочастотной нагрузке; y11 I,II=g11 I,II+jb11 I,II, y12 I,II=g12 I,II+jb12 I,II, y21 I,II=g21 I,II+jb21 I,II, y22 I,II=g22 I,II+jb22 I,II - заданные элементы матрицы проводимости нелинейного трехполюсного элемента в двух состояниях (I и II), определяемых двумя крайними значениями амплитуды амплитудно-модулированного сигнала; zн=rн+jxн, zo=ro+jxo - заданные комплексные сопротивления нагрузки и источника сигнала.m 21 , m I , m are the ratios of the transmission coefficient modules of the high-frequency part of the demodulator, the input signal and the signal at the high-frequency load in two states of the input signal, characterized by two extreme values of the amplitude of the amplitude-modulated signal; M 21 , M I , M - the depth of modulation of the transmission coefficient of the high-frequency part of the demodulator, the input signal and the signal at a high-frequency load; y 11 I, II = g 11 I, II + jb 11 I, II, y 12 I, II = g 12 I, II + jb 12 I, II, y 21 I, II = g 21 I, II + jb 21 I, II , y 22 I, II = g 22 I, II + jb 22 I, II - given elements of the conductivity matrix of a nonlinear three-pole element in two states ( I and II ) defined by two extreme values of the amplitude of the amplitude-modulated signal; z n = r n + jx n , z o = r o + jx o are the given complex resistances of the load and signal source.

2. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1 резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного перекрытого Т-образного соединения четырех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1, r4=r2 двухполюсников, составляющих перекрытое Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:2. The specified result is achieved by the fact that in the device for the demodulation of amplitude-modulated signals according to claim 1, the resistive four-terminal is made in the form of a symmetrical overlapped T-shaped connection of four resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 , r 4 = r 2 bipolar, making up an overlapped T-shaped connection, selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000035
Figure 00000036
Figure 00000035
Figure 00000036

где

Figure 00000037
Do, Eo, Fo, r0, х0 и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.1.Where
Figure 00000037
D o , E o , F o , r 0 , x 0 and the remaining notation have the same meaning as in claim 1.

3. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1 резистивный четырехполюсник выполнен в виде Г-образного соединения двух резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 двухполюсников, составляющих Г-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:3. The specified result is achieved by the fact that in the device for the demodulation of amplitude-modulated signals according to claim 1, the resistive four-terminal is made in the form of a L-shaped connection of two resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 of the two-terminal components making up the L-shaped connection are selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000038
Figure 00000039
Figure 00000038
Figure 00000039

где

Figure 00000040
Do, Eo, rн, хн и остальные обозначения имеют тот же смысл, что и в п.1.Where
Figure 00000040
D o , E o , r n , x n and other designations have the same meaning as in claim 1.

4. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1 резистивный четырехполюсник выполнен в виде

Figure 00000041
-образного соединения двух резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, двухполюсников, составляющих
Figure 00000041
-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:4. The specified result is achieved by the fact that in the device for the demodulation of amplitude-modulated signals according to claim 1, the resistive four-terminal is made in the form
Figure 00000041
-shaped connection of two resistive bipolar, resistive r 1 , r 2 , bipolar components
Figure 00000041
-shaped connection, selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000042
Figure 00000043
Figure 00000042
Figure 00000043

где

Figure 00000044
Do, Eo, Fo, r0, x0 и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.1.Where
Figure 00000044
D o , E o , F o , r 0 , x 0 and the remaining notation have the same meaning as in claim 1.

5. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1 резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1 двухполюсников, составляющих симметричное Т-образное соединение. выбраны с помощью следующих математических выражений:5. The specified result is achieved by the fact that in the device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, the resistive four-terminal is made in the form of a symmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 two-terminal components that make up the symmetrical T-joint. selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000045
Figure 00000046
Figure 00000045
Figure 00000046

где

Figure 00000047
Do, Eo, Fo, r0, х0 и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.1.Where
Figure 00000047
D o , E o , F o , r 0 , x 0 and the remaining notation have the same meaning as in claim 1.

6. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1 резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:6. The specified result is achieved by the fact that in the device for the demodulation of amplitude-modulated signals according to claim 1, the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped compound selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000048
Figure 00000049
Figure 00000048
Figure 00000049

где

Figure 00000050
Do, Eo, Fo, r0, x0 и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.1; значение сопротивления r3 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивления r1, r2.Where
Figure 00000050
D o , E o , F o , r 0 , x 0 and the remaining notation have the same meaning as in claim 1; the value of resistance r 3 is selected from the conditions for ensuring the physical feasibility of resistance r 1 , r 2 .

7. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1 резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:7. The specified result is achieved by the fact that in the device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped compound selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000051
Figure 00000052
Figure 00000051
Figure 00000052

где

Figure 00000053
Do, Eo, r0, x0 и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.1; значение сопротивления r2 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивления r1, r3.Where
Figure 00000053
D o , E o , r 0 , x 0 and the remaining notation have the same meaning as in claim 1; the value of resistance r 2 is selected from the conditions for ensuring the physical feasibility of resistance r 1 , r 3 .

8. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1 резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:8. The specified result is achieved by the fact that in the device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped compound selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000054
Figure 00000055
Figure 00000054
Figure 00000055

где

Figure 00000056
Do, Eo, r0, x0 и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.1; значение сопротивления r1 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивления r2, r3.Where
Figure 00000056
D o , E o , r 0 , x 0 and the remaining notation have the same meaning as in claim 1; the resistance value r 1 is selected from the condition of ensuring the physical realizability of the resistance r 2 , r 3 .

9. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1 резистивный четырехполюсник выполнен в виде мостовой схемы соединения четырех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1, r4=r2 двухполюсников, составляющих мостовое соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:9. The specified result is achieved by the fact that in the device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, the resistive four-terminal is made in the form of a bridge circuit for connecting four resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 , r 4 = r 2 bipolar circuits that make up the bridge connection are selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000057
Figure 00000058
Figure 00000057
Figure 00000058

где

Figure 00000059
Do, Eo, Fo, r0, xo и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.1.Where
Figure 00000059
D o , E o , F o , r 0 , x o and the remaining notation have the same meaning as in claim 1.

10. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1 резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного П-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1 двухполюсников, составляющих симметричное П-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:10. The specified result is achieved by the fact that in the device for the demodulation of amplitude-modulated signals according to claim 1, the resistive four-terminal is made in the form of a symmetrical U-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 of two-terminal components U-shaped connection, selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000060
Figure 00000061
Figure 00000060
Figure 00000061

где

Figure 00000062
Do, Eo, Fo, r0, хо и остальные обозначения имеют такой же смысл, как и в п.1.Where
Figure 00000062
D o , E o , F o , r 0 , x o and other notations have the same meaning as in claim 1.

На фиг.1 показана схема устройства демодуляции амплитуды радиочастотных сигналов (прототип).Figure 1 shows a diagram of a device for demodulating the amplitude of radio frequency signals (prototype).

На фиг.2 показана структурная схема предлагаемого устройства по п.2.Figure 2 shows the structural diagram of the proposed device according to claim 2.

На фиг.3 приведена схема четырехполюсника по п.3, входящая в предлагаемое устройство.Figure 3 shows the diagram of the four-terminal network according to claim 3, which is included in the proposed device.

На фиг.4 приведена схема четырехполюсника по п.4, входящая в предлагаемое устройство.Figure 4 shows the diagram of the four-terminal network according to claim 4, which is included in the proposed device.

На фиг.5 приведена схема четырехполюсника по п.5. входящая в предлагаемое устройство.Figure 5 shows a diagram of a four-terminal network according to claim 5. included in the proposed device.

На фиг.6 приведена схема четырехполюсника по п.6, входящая в предлагаемое устройство.Figure 6 shows the diagram of the four-terminal network according to claim 6, which is included in the proposed device.

На фиг.7 приведена схема четырехполюсников по пп.7-9, входящая в предлагаемые устройства.In Fig.7 shows a diagram of the four-terminal network according to PP.7-9, included in the proposed device.

На фиг.8 приведена схема четырехполюсника по п.10, входящая в предлагаемое устройство.On Fig is a diagram of the four-port network of claim 10, which is included in the proposed device.

На фиг.9 приведена схема четырехполюсника по п.11, входящая в предлагаемое устройство.Figure 9 shows the diagram of the four-terminal network according to claim 11, which is part of the proposed device.

Устройство-прототип содержит источник 1 амплитудно-модулированных сигналов, четырехполюсник 2, нелинейный элемент 3, фильтр нижних частот 4 на элементах R, C, разделительная емкость 5 на элементе Ср и низкочастотную нагрузку 6 на элементах Rн, Сн.The prototype device contains a source 1 of amplitude-modulated signals, a four-terminal 2, a nonlinear element 3, a low-pass filter 4 on the elements R, C, a separation capacitance 5 on the element C p and a low-frequency load 6 on the elements R n , C n

Принцип действия устройства демодуляции амплитудно-модулированных сигналов (прототипа) состоит в следующем.The principle of operation of the device demodulation of amplitude-modulated signals (prototype) is as follows.

Амплитудно-модулированный сигнал от источника 1 подают на демодулятор из последовательно включенного полупроводникового диода к ФНЧ. Принцип действия устройства состоит в том, что с помощью нелинейного элемента 3 разрушается спектр АМС на высокочастотные и низкочастотные составляющие. Последние выделяются с помощью ФНЧ 4 и поступают в низкочастотную нагрузку 6. Между источником модулированных сигналов и нелинейным элементом включен реактивный четырехполюсник 2 для согласования и селекции сигнала и помехи. Разделительная емкость 5 устраняет постоянную составляющую. В результате на выходе устройства имеем низкочастотное колебание, амплитуда которого изменяется по закону изменения огибающей входного высокочастотного амплитудно-модулированного колебания.The amplitude-modulated signal from source 1 is fed to the demodulator from a series-connected semiconductor diode to the low-pass filter. The principle of operation of the device is that with the help of a nonlinear element 3, the AMC spectrum is destroyed into high-frequency and low-frequency components. The latter are allocated using the low-pass filter 4 and enter the low-frequency load 6. Between the source of modulated signals and the nonlinear element, a reactive four-terminal 2 is included to match and select the signal and the noise. The separation tank 5 eliminates the constant component. As a result, at the output of the device, we have a low-frequency oscillation, the amplitude of which changes according to the law of variation of the envelope of the input high-frequency amplitude-modulated oscillation.

Недостаток устройства демодуляции состоит в том, что при прохождении АМС через указанную цепь глубина модуляции уменьшается, причем чем уже полоса пропускания контура, т.е. чем лучше помехоустойчивость, тем глубина модуляции уменьшается на большую величину.The disadvantage of the demodulation device is that when the AMC passes through the indicated circuit, the modulation depth decreases, and the narrower the bandwidth of the circuit, i.e. the better the noise immunity, the deeper the modulation depth decreases by a larger amount.

Высокочастотная часть структурной схемы обобщенного предлагаемого устройства по п.1 (фиг.2) состоит из каскадно-соединенных источника сигнала 1, резистивного четырехполюсника 2, трехполюсного нелинейного элемента 3, включенного между четырехполюсником и высокочастотной нагрузкой 7 по схеме с общим эмиттером, коллектором или базой. Низкочастотная часть структурной схемы содержит ФНЧ 4, разделительную емкость 5 и низкочастотную нагрузку 6.The high-frequency part of the structural diagram of the generalized proposed device according to claim 1 (figure 2) consists of a cascade-connected signal source 1, a resistive four-terminal 2, a three-pole nonlinear element 3 connected between a four-terminal and a high-frequency load 7 according to a circuit with a common emitter, collector or base . The low-frequency part of the structural circuit contains a low-pass filter 4, a separation capacitance 5 and a low-frequency load 6.

Принцип действия данного устройства состоит в том, что при подаче АМС от источника 1 с сопротивлением z0 в результате специального выбора значений параметров классической матрицы передачи четырехполюсника 2 из условий обеспечения заданной глубины амплитудной модуляции АМС после прохождения его через высокочастотную часть достигается минимум искажений входного сигнала. В дальнейшем спектр АМС разрушается при помощи нелинейного элемента 3, ФНЧ 4 выделяет низкочастотную составляющую, постоянная составляющая устраняется с помощью разделительной емкости 5. В результате низкочастотное колебание, амплитуда которого изменяется по закону огибающей АМС, выделяется на низкочастотной нагрузке 6. При непрерывном изменении амплитуды амплитудно-модулированного сигнала будет реализована демодуляция входного сигнала.The principle of operation of this device is that when the AMS is supplied from source 1 with resistance z 0 as a result of a special choice of the values of the parameters of the classical transmission matrix of a two-terminal network 2 from the conditions for ensuring a given depth of amplitude modulation of the AMS after passing through the high-frequency part, a minimum of distortion of the input signal is achieved. Subsequently, the AMS spectrum is destroyed using a nonlinear element 3, the low-pass filter 4 selects the low-frequency component, the constant component is eliminated using the separation capacitance 5. As a result, the low-frequency oscillation, the amplitude of which changes according to the law of the AMC envelope, is allocated to the low-frequency load 6. When -modulated signal will be implemented demodulation of the input signal.

Предлагаемое устройство демодуляции АМС по п.2 отличается от устройства по п.1 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.3) выполнен из четырех двухполюсников 8, 9, 10, 11 с резистивными сопротивлениями r1, r2, r3=r1, r4, соединенных между собой по симметричной перекрытой Т схеме. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.1. Сопротивления r1, r4, определяются аналитически по найденным математическим выражениям однозначно. При этом значения этих сопротивлений функциональным образом зависят от произвольно выбираемого значения сопротивления r2 или выбираемых исходя из каких-либо других физических соображений. В предлагаемом изобретении значения этих сопротивлений выбираются из условий обеспечения физически реализуемых значений r1, r4, а также из условий достижения заданной полосы частот. Значения сопротивлений r1, r4 двухполюсников 8, 11, кроме того, зависят от оптимальных значений элементов матрицы передачи четырехполюсника и заданных комплексных сопротивлений источника сигнала и нагрузки.The proposed device demodulation AMS according to claim 2 differs from the device according to claim 1 in that the resistive four-terminal (Fig. 3) is made of four two-terminal 8, 9, 10, 11 with resistive resistances r 1 , r 2 , r 3 = r 1 , r 4 , interconnected in a symmetrical overlapped T pattern. The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 1. Resistances r 1 , r 4 , are determined analytically by the found mathematical expressions uniquely. Moreover, the values of these resistances functionally depend on an arbitrarily chosen resistance value r 2 or selected on the basis of any other physical considerations. In the present invention, the values of these resistors are chosen condition for physically realizable values r 1, r 4, and from the conditions to achieve a predetermined frequency band. The values of the resistances r 1 , r 4 of the two-terminal networks 8, 11, in addition, depend on the optimal values of the elements of the transmission matrix of the four-terminal network and the given complex resistance of the signal source and load.

Предлагаемое устройство демодуляции АМС по п.3 отличается от устройства по п.1 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.4) выполнен в виде Г-образного соединения двух двухполюсников. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.1.The proposed AMC demodulation device according to claim 3 differs from the device according to claim 1 in that the resistive four-terminal device (FIG. 4) is made in the form of a L-shaped connection of two two-terminal devices. The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 1.

Предлагаемое устройство демодуляции АМС по п.4 отличается от устройства по п.1 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.5) выполнен в виде

Figure 00000041
-образного соединения двух двухполюсников. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.1.The proposed device demodulation AMS according to claim 4 differs from the device according to claim 1 in that the resistive four-terminal device (figure 5) is made in the form
Figure 00000041
-shaped connection of two two-terminal devices. The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 1.

Предлагаемое устройство демодуляции АМС по п.5 отличается от устройства по п.1 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.6) выполнен в виде симметричного Т-образного соединения трех двухполюсников. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.1.The proposed AMC demodulation device according to claim 5 differs from the device according to claim 1 in that the resistive four-terminal device (Fig.6) is made in the form of a symmetrical T-shaped connection of three two-terminal devices. The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 1.

Предлагаемое устройство демодуляции АМС по п.6 отличается от устройства по п.1 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.7) выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r1, r2. Значение сопротивления r3 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивлений r1, r2 (из условия обеспечения их неотрицательными). Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.1.The proposed AMC demodulation device according to claim 6 differs from the device according to claim 1 in that the resistive four-terminal device (Fig. 7) is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three two-terminal devices. In this case, the optimal values of the resistances r 1 , r 2 are determined explicitly using mathematical expressions. The resistance value r 3 is selected from the condition for ensuring the physical realizability of the resistances r 1 , r 2 (from the condition for ensuring their non-negative). The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 1.

Предлагаемое устройство демодуляции АМС по п.7 отличается от устройства по п.1 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.7) выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r1, r3. Значение сопротивления r2 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивлений r1, r3 (из условия обеспечения их неотрицательными). Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.1.The proposed AMC demodulation device according to claim 7 differs from the device according to claim 1 in that the resistive four-terminal device (Fig. 7) is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three two-terminal devices. In this case, the optimal values of the resistances r 1 , r 3 are determined explicitly using mathematical expressions. The resistance value r 2 is selected from the condition for ensuring the physical realizability of the resistances r 1 , r 3 (from the condition for ensuring their non-negative). The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 1.

Предлагаемое устройство демодуляции АМС по п.8 отличается от устройства по п.1 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.7) выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r2, r3. Значение сопротивления r1 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивлений r2, r3 (из условия обеспечения их неотрицательными). Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.1.The proposed AMC demodulation device according to claim 8 differs from the device according to claim 1 in that the resistive four-terminal device (Fig. 7) is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three two-terminal devices. In this case, the optimal values of the resistances r 2 , r 3 are determined explicitly using mathematical expressions. The resistance value r 1 is selected from the condition for ensuring the physical realizability of the resistances r 2 , r 3 (from the condition for ensuring their non-negative). The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 1.

Предлагаемое устройство демодуляции АМС по п.9 отличается от устройства по п.1 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.8) выполнен в виде мостовой схемы соединения четырех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r3=r1, r4=r2. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.1.The proposed device demodulation AMC according to claim 9 differs from the device according to claim 1 in that the resistive four-terminal (Fig. 8) is made in the form of a bridge circuit for connecting four two-terminal devices. In this case, the optimal values of the resistances r 3 = r 1 , r 4 = r 2 are determined explicitly using mathematical expressions. The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 1.

Предлагаемое устройство демодуляции АМС по п.10 отличается от устройства по п.1 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.9) выполнен в виде симметричной схемы П-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r1, r2, r3=r1. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.1.The proposed device demodulation AMS according to claim 10 differs from the device according to claim 1 in that the resistive four-terminal (Fig. 9) is made in the form of a symmetrical U-shaped connection of three two-terminal devices. In this case, the optimal values of the resistances r 1 , r 2, r 3 = r 1 are determined explicitly using mathematical expressions. The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 1.

Анализ условий физической реализуемости указанных девяти вариантов выполнения резистивного четырехполюсника (фиг.3-9) предлагаемого устройства (фиг.2) показывает, что из этого количества вариантов при произвольных заданных сопротивлениях источника сигнала и нагрузки всегда найдется такой вариант, что значения резистивных сопротивлений этого четырехполюсника, рассчитанные по выше приведенным формулам, будут положительными, то есть физически реализуемыми. Наоборот, для каждого отдельно взятого варианта всегда найдутся такие значения сопротивлений источников сигнала и нагрузки, что значения резистивных сопротивлений четырехполюсников, рассчитанные по выше приведенным формулам, окажутся физически реализуемыми.An analysis of the physical feasibility conditions of these nine embodiments of a resistive quadripole (Fig. 3-9) of the proposed device (Fig. 2) shows that of this number of options for arbitrary given resistances of the signal source and load, there is always such an option that the values of the resistive resistances of this quadripole calculated according to the above formulas will be positive, that is, physically feasible. On the contrary, for each individual variant there will always be such values of the resistance of the signal sources and the load that the values of the resistive resistance of the four-terminal devices, calculated according to the above formulas, will be physically feasible.

Докажем возможность реализации указанных свойств.Let us prove the feasibility of implementing these properties.

Пусть на вход демодулятора воздействует амплитудно-модулированное колебание UAM(t)=Uн[1+macos( Ωt)]cos(ωнt+φo), где Uн, ωн - амплитуда и частота несущего высокочастотного колебания; mа - глубина амплитудной модуляции; φо - начальная фаза; Ω - частота первичного информационного низкочастотного сигнала. Входной модулированный высокочастотный сигнал Sвх и преобразованный с помощью демодулятора высокочастотный сигнал (до фильтра нижних частот) Sвых связаны между собой следующим образом: Sвых=S21Sвх, где под входным и выходным сигналами подразумеваются входное и выходное напряжения; S21 - коэффициент передачи.Let the amplitude-modulated oscillation U AM (t) = U н [1 + m a cos (Ωt)] cos (ω н t + φ o ), where U н , ω н - the amplitude and frequency of the carrier high-frequency oscillation, act on the input of the demodulator ; m a is the depth of amplitude modulation; φ about - the initial phase; Ω is the frequency of the primary information low-frequency signal. The input modulated high-frequency signal S in and the high-frequency signal converted to a low-pass filter by a demodulator (before the low-pass filter) S out are interconnected as follows: S out = S 21 S in , where the input and output signals mean the input and output voltages; S 21 - gear ratio.

Рассмотрим амплитудно-модулированные колебания в двух состояниях, характеризуемых крайними значениями диапазона изменения амплитуды.Let us consider amplitude-modulated oscillations in two states characterized by extreme values of the amplitude variation range.

Запишем указанные физические величины в двух состояниях в комплексной форме

Figure 00000063
Figure 00000064
Figure 00000065
Таким образом на выходе высокочастотной части демодулятора модули коэффициента передачи и входного сигнала перемножаются, а их фазы складываются. Выходные напряжения в двух состояниях связаны между собой следующим образом:We write the indicated physical quantities in two states in complex form
Figure 00000063
Figure 00000064
Figure 00000065
Thus, at the output of the high-frequency part of the demodulator, the transmission coefficient and input signal modules are multiplied, and their phases are added up. The output voltages in two states are interconnected as follows:

Figure 00000066
Figure 00000066

где

Figure 00000067
Figure 00000068
- отношения модулей коэффициента передачи высокочастотной части демодулятора и входного сигнала в двух состояниях входного сигнала;
Figure 00000069
Figure 00000070
- разности фаз коэффициента передачи высокочастотной части демодулятора и входного сигнала в двух состояниях входного сигнала. Фаза входного АМС постоянна, поэтому разность фаз φвх=0. Для уменьшения искажений необходимо положить φ21=0.Where
Figure 00000067
Figure 00000068
- the ratio of the modules of the transmission coefficient of the high-frequency part of the demodulator and the input signal in two states of the input signal;
Figure 00000069
Figure 00000070
- phase difference of the transfer coefficient of the high-frequency part of the demodulator and the input signal in two states of the input signal. The phase of the input AMC is constant, therefore, the phase difference φ in = 0. To reduce distortion, it is necessary to put φ 21 = 0.

Введем обозначения: m=m21mвх. Отношения модулей коэффициента передачи высокочастотной части демодулятора и входного сигнала, а также отношения модулей коэффициента передачи высокочастотной части демодулятора и сигнала на высокочастотной нагрузке связаны с глубиной амплитудной модуляции следующим образом:We introduce the following notation: m = m 21 m in . The ratio of the transmission coefficient modules of the high-frequency part of the demodulator and the input signal, as well as the ratio of the transmission coefficient modules of the high-frequency part of the demodulator and the signal at the high-frequency load are related to the amplitude modulation depth as follows:

Figure 00000071
при m21>1 или
Figure 00000072
при m21<1;
Figure 00000014
Figure 00000071
for m 21 > 1 or
Figure 00000072
when m 21 <1;
Figure 00000014

Figure 00000073
при mвх>1 или
Figure 00000074
при mвх<1;
Figure 00000073
for m in > 1 or
Figure 00000074
when m I <1;

Figure 00000075
при m>1 или
Figure 00000076
при m<1;
Figure 00000075
for m> 1 or
Figure 00000076
for m <1;

В двух крайних состояниях входного сигнала нелинейный элемент принимает пару значений матрицы проводимостей YT I,II:In the two extreme states of the input signal, the nonlinear element takes a pair of values of the conductivity matrix Y T I, II :

Figure 00000077
Figure 00000077

где y11 I,II=g11 I,II+jb11 I,II; y12 I,II=g12 I,II+jb12 I,II; y21 I,II=g21 I,II+jb21 I,II; y22 I,II=g22 I,II+jb22 I,II.where y 11 I, II = g 11 I, II + jb 11 I, II ; y 12 I, II = g 12 I, II + jb 12 I, II ; y 21 I, II = g 21 I, II + jb 21 I, II ; y 22 I, II = g 22 I, II + jb 22 I, II .

Матрице проводимостей (1) соответствует классическая матрица передачи [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1965, 40 с.]:The conductivity matrix (1) corresponds to the classical transfer matrix [Feldstein A.L., Yavich L.R. Microwave four-terminal and eight-terminal synthesis. M .: Communication, 1965, 40 pp.]:

Figure 00000078
Figure 00000078

где

Figure 00000079
Where
Figure 00000079

Резистивный четырехполюсник описывается матрицей передачи:The resistive four-terminal is described by the transfer matrix:

Figure 00000080
Figure 00000080

где

Figure 00000081
Figure 00000082
Figure 00000083
а, b, с, d - элементы классической матрицы передачи [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1965, 40 с.].Where
Figure 00000081
Figure 00000082
Figure 00000083
a, b, c, d - elements of the classical transmission matrix [Feldstein A.L., Yavich L.R. Microwave four-terminal and eight-terminal synthesis. M .: Communication, 1965, 40 pp.].

Эквивалентная схема демодулятора представляется в виде 4-х каскадно-соединенных четырехполюсников (фиг.2). Трехполюсный нелинейный элемент включен между резистивным четырехполюсником и высокочастотной нагрузкой.The equivalent circuit of the demodulator is presented in the form of 4 cascade-connected quadrupoles (figure 2). A three-pole non-linear element is connected between the resistive four-terminal and high-frequency load.

Общая нормированная классическая матрица передачи демодулятора имеет вид:The general normalized classical demodulator transmission matrix has the form:

Figure 00000084
Figure 00000084

Используя известную связь элементов матрицы рассеяния [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1965, 40 с.], получим выражение для коэффициента передачи демодулятора S21 I,II в двух состояниях транзистора:Using the well-known connection of the elements of the scattering matrix [Feldstein A.L., Yavich L.R. Microwave four-terminal and eight-terminal synthesis. M .: Communication, 1965, 40 pp.], We obtain an expression for the transmission coefficient of the demodulator S 21 I, II in two states of the transistor:

Figure 00000085
Figure 00000085

где

Figure 00000086
Figure 00000087
Where
Figure 00000086
Figure 00000087

Figure 00000088
Figure 00000088

Figure 00000089
Figure 00000089

Подставим (6) в (1) и после несложных, но громоздких преобразований и разделения комплексного уравнения на действительную и мнимую части, получим систему двух алгебраических уравнений:We substitute (6) into (1) and after simple but cumbersome transformations and separation of the complex equation into real and imaginary parts, we obtain a system of two algebraic equations:

Figure 00000090
Figure 00000090

Figure 00000091
Figure 00000091

где

Figure 00000092
Where
Figure 00000092

Figure 00000093
Figure 00000093

Figure 00000094
Figure 00000094

Figure 00000095
Figure 00000095

Решение системы (7) имеет вид двух взаимосвязей между элементами искомой матрицы проводимостей, оптимальных по критерию обеспечения заданного закона изменения (1) на фиксированной частоте:The solution to system (7) has the form of two interconnections between the elements of the desired conductivity matrix, which are optimal according to the criterion of ensuring a given law of change (1) at a fixed frequency:

Figure 00000096
Figure 00000096

где

Figure 00000097
Figure 00000098
Figure 00000099
Where
Figure 00000097
Figure 00000098
Figure 00000099

Поскольку Do 2-E0Fo=-хо 2, то границей области физической реализуемости является область изменения m, которая удовлетворяет условию:Since D o 2 -E 0 Fo = -x o 2 , the boundary of the physical realizability region is the region of variation of m, which satisfies the condition:

Figure 00000100
Figure 00000100

решение которой имеет вид:the solution of which is:

Figure 00000101
Figure 00000101

где

Figure 00000102
Where
Figure 00000102

Figure 00000103
Figure 00000104
Figure 00000103
Figure 00000104

Figure 00000105
Figure 00000106
Figure 00000105
Figure 00000106

Figure 00000107
Figure 00000108
Figure 00000107
Figure 00000108

Figure 00000109
Figure 00000110
Figure 00000109
Figure 00000110

Выражение (10) имеет физический смысл, если mгр>0, т.е. числитель и знаменатель должны быть одного знака.Expression (10) has physical meaning if m gr > 0, i.e. the numerator and denominator must be the same sign.

Полученная система двух взаимосвязей (8) между элементами матрицы передачи резистивного четырехполюсника означает, что высокочастотная часть демодулятора амплитуды входного сигнала должна содержать не менее, чем два независимых резистивных элемента, значения параметров которых должны удовлетворять системе двух уравнений, сформированных на основе этих взаимосвязей. Для отыскания оптимальных значений параметров резистивного четырехполюсника необходимо выбрать какую-либо схему из М≥2 элементов, найти ее матрицу передачи, элементы которой выражены через параметры схемы резистивного четырехполюсника, и подставить их в (8). Сформированная таким образом система уравнений должна быть решена относительно выбранных двух параметров. Значения остальных М-2 параметров могут быть отнесены к сопротивлению zo или заданы произвольно. После использования описанного алгоритма будет реализована операция обеспечения заданной глубины модуляции принятого АМС при любой его начальной глубине модуляции. В результате в низкочастотной нагрузке, подключенной к ФНЧ, будет выделен низкочастотный сигнал, амплитуда которого изменяется по закону изменения амплитуды первичного информационного сигнала.The resulting system of two relationships (8) between the elements of the transmission matrix of a resistive four-port network means that the high-frequency part of the input signal amplitude demodulator must contain at least two independent resistive elements whose parameter values must satisfy a system of two equations formed on the basis of these relationships. In order to find the optimal values of the parameters of the resistive four-terminal network, it is necessary to select a circuit of M≥2 elements, find its transmission matrix, the elements of which are expressed through the parameters of the resistive four-terminal circuit, and substitute them in (8). The system of equations formed in this way should be solved with respect to the selected two parameters. The values of the remaining M-2 parameters can be attributed to the resistance z o or set arbitrarily. After using the described algorithm, an operation will be implemented to ensure a given modulation depth of the received AMS at any initial modulation depth. As a result, in the low-frequency load connected to the low-pass filter, a low-frequency signal will be selected, the amplitude of which changes according to the law of the amplitude of the primary information signal.

На основе использования описанного алгоритма для симметричной схемы резистивного четырехполюсника в виде симметричного перекрытого Т-образного соединения трех двухполюсников (фиг.3) для демодулятора получены математические выражения для определения значений сопротивлений r1, r4 двухполюсников. Здесь же приведена матрица передачи соответствующего четырехполюсника:Based on the use of the described algorithm for a symmetric circuit of a resistive four-terminal network in the form of a symmetric overlapped T-shaped connection of three two-terminal networks (Fig. 3), mathematical expressions are obtained for the demodulator to determine the resistance values r 1 , r 4 of two-terminal devices. Here is the transfer matrix of the corresponding four-terminal network:

Figure 00000111
Figure 00000111

Figure 00000112
Figure 00000113
Figure 00000112
Figure 00000113

Figure 00000114
Figure 00000114

Для Г-образного соединения двух двухполюсников (фиг.4)For the L-shaped connection of two two-terminal devices (figure 4)

Figure 00000115
Figure 00000115

Для

Figure 00000116
-образной схемы соединения (фиг.5):For
Figure 00000116
-shaped connection diagram (figure 5):

Figure 00000117
Figure 00000117

Для симметричной Т-образной схемы соединения (фиг.6):For a symmetrical T-shaped connection scheme (Fig.6):

Figure 00000118
Figure 00000118

Figure 00000119
Figure 00000119

Для трех вариантов несимметричной Т-образной схемы соединения (фиг.7):For three variants of an asymmetric T-shaped connection scheme (Fig.7):

Figure 00000120
Figure 00000120

1) r1=Q-ro;

Figure 00000121
Figure 00000122
1) r 1 = Qr o ;
Figure 00000121
Figure 00000122

2) r1=Q-ro-r2;

Figure 00000123
Figure 00000124
2) r 1 = Qr o -r 2 ;
Figure 00000123
Figure 00000124

3)

Figure 00000125
Figure 00000126
Figure 00000127
3)
Figure 00000125
Figure 00000126
Figure 00000127

Для мостовой схемы соединения (фиг.8):For the bridge connection scheme (Fig. 8):

Figure 00000128
Figure 00000128

Figure 00000129
Figure 00000129

Для симметричной П-образной схемы соединения (фиг.9):For a symmetric U-shaped connection scheme (Fig.9):

Figure 00000130
Figure 00000130

Figure 00000131
Figure 00000131

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций (формирование резистивного четырехполюсника соединенньми между собой двухполюсниками по симметричной перекрытой Т-схеме (Г-образной схеме,

Figure 00000041
-образной схеме, симметричной Т-образной схеме, несимметричной Т-образной схеме с тремя вариантами решения задачи параметрического синтеза, симметричной П-образной схеме и мостовой схеме) с выбором значений параметров резистивных элементов двухполюсников из условия обеспечения демодуляции входного АМС со скорректированной глубиной амплитудной модуляции при использовании трехполюсного нелинейного элемента, включенною между резистивным четырехполюсником и высокочастотной нагрузкой по схеме с общим эмиттером, коллектором или базой, при произвольных значениях сопротивлений источника сигнала и нагрузки.The proposed technical solutions have an inventive step, since it does not explicitly follow from the published scientific data and known technical solutions that the claimed sequence of operations (the formation of a resistive four-terminal network connected by two-terminal networks in a symmetrical overlapped T-circuit (L-shaped circuit,
Figure 00000041
-shaped circuit, symmetric T-shaped circuit, asymmetric T-shaped circuit with three options for solving the parametric synthesis problem, symmetrical U-shaped circuit and bridge circuit) with the choice of parameter values of resistive elements of two-terminal networks from the condition of providing demodulation of the input AMC with the corrected amplitude amplitude modulation depth when using a three-pole non-linear element connected between a resistive four-terminal and a high-frequency load according to a scheme with a common emitter, collector or base, at arbitrary values of the resistance of the signal source and load.

Предлагаемые технические решения практически применимы, так как для их реализации могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью полупроводниковые транзисторы и резисторы, сформированные в заявленные схемы резистивного четырехполюсника в виде перечисленных схем соединения двухполюсников. Значения параметров резисторов однозначно могут быть определены с помощью математических выражений, приведенных в формуле изобретения.The proposed technical solutions are practically applicable, since semiconductor transistors and resistors commercially available from the industry that are formed into the declared resistive four-terminal circuits in the form of the listed two-terminal connection circuits can be used for their implementation. The values of the parameters of the resistors can be uniquely determined using the mathematical expressions given in the claims.

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства заключается в обеспечении заданной глубины амплитудной модуляции принятою амплитудно-модулированного сигнала, что повышает помехоустойчивость, и возможности выбора места включения трехполюсного нелинейною элемента для повышения физической реализуемости и увеличения рабочей полосы частот.The technical and economic efficiency of the proposed device is to provide a given amplitude modulation depth for a received amplitude-modulated signal, which increases noise immunity, and the possibility of choosing the location of the inclusion of a three-pole non-linear element to increase physical feasibility and increase the working frequency band.

Claims (10)

1. Устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов, состоящее из каскадно-соединенных четырехполюсника, нелинейного элемента, фильтра нижних частот, последовательно включенной разделительной емкости и низкочастотной нагрузки, отличающееся тем, что в качестве нелинейного элемента выбран трехполюсный нелинейный элемент, который включен между четырехполюсником и введенной высокочастотной нагрузкой по схеме с общим эмиттером, с общей базой или с общим коллектором, к высокочастотной нагрузке подключен фильтр нижних частот, четырехполюсник выполнен из числа резистивных двухполюсников, не меньшего двух, значения параметров которых выбраны из условия обеспечения требуемого значения глубины амплитудной модуляции принятого амплитудно-модулированного сигнала путем использования следующих математических выражений:1. A device for demodulating amplitude-modulated signals, consisting of a cascade-connected quadrupole, a nonlinear element, a low-pass filter, a dividing capacitance and a low-frequency load connected in series, characterized in that a three-pole nonlinear element is selected as a nonlinear element, which is connected between the four-terminal and the input high-frequency load according to the scheme with a common emitter, with a common base or with a common collector, a low-pass filter is connected to the high-frequency load, yrehpolyusnik made of a number of two-terminal resistive, not less than two, the values of the parameters are selected to provide the desired value of the received amplitude modulation depth of the amplitude-modulated signal by using the following mathematical expression:
Figure 00000132
Figure 00000132
 m21, mвх, m - отношения модулей коэффициента передачи высокочастотной части демодулятора, входного сигнала и сигнала на высокочастотной нагрузке в двух состояниях входного сигнала, характеризуемых двумя крайними значениями амплитуды амплитудно-модулированного сигнала; М21, Мвх, М - глубина модуляции коэффициента передачи высокочастотной части демодулятора, входного сигнала и сигнала на высокочастотной нагрузке; y11 I,II=g11 I,II+jb11 I,II, y12 I,II=g12 I,II+jb12 I,II, y21 I,II=g21 I,II+jb21 I,II, y22 I,II=g22 I,II+jb22 I,II - заданные элементы матрицы проводимости нелинейного трехполюсного элемента в двух состояниях (I и II), определяемых двумя крайними значениями амплитуды амплитудно-модулированного сигнала; zн=rн+jxн, zo=ro+jxo - заданные комплексные сопротивления нагрузки и источника сигнала.m 21 , m I , m are the ratios of the transmission coefficient modules of the high-frequency part of the demodulator, the input signal and the signal at the high-frequency load in two states of the input signal, characterized by two extreme values of the amplitude of the amplitude-modulated signal; M 21 , M I , M - the depth of modulation of the transmission coefficient of the high-frequency part of the demodulator, the input signal and the signal at a high-frequency load; y 11 I, II = g 11 I, II + jb 11 I, II, y 12 I, II = g 12 I, II + jb 12 I, II, y 21 I, II = g 21 I, II + jb 21 I, II , y 22 I, II = g 22 I, II + jb 22 I, II - given elements of the conductivity matrix of a nonlinear three-pole element in two states ( I and II ) defined by two extreme values of the amplitude of the amplitude-modulated signal; z n = r n + jx n , z o = r o + jx o are the given complex resistances of the load and signal source. 2. Устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного перекрытого Т-образного соединения четырех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1, r4=r2 двухполюсников, составляющих перекрытое Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:2. The device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of a symmetrical overlapped T-shaped connection of four resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 , r 4 = r The 2 two-terminal circuits that make up the overlapped T-joint are selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000133
Figure 00000133
 3. Устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде Г-образного соединения двух резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 двухполюсников, составляющих Г-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:3. The device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of a L-shaped connection of two resistive two-terminal, the resistive r 1 , r 2 of the two-terminal components making up the L-shaped connection are selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000134
Figure 00000134
 4. Устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде
Figure 00000135
-образного соединения двух резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 двухполюсников, составляющих
Figure 00000135
-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:4. The device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form
Figure 00000135
-shaped connection of two resistive bipolar, resistive r 1 , r 2 bipolar components
Figure 00000135
-shaped connection, selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000136
Figure 00000136
 5. Устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1 двухполюсников, составляющих симметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:5. The device for the demodulation of amplitude-modulated signals according to claim 1, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of a symmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 two-terminal, constituting a symmetrical T- shaped connection, selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000137
Figure 00000137
 6. Устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:6. The device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped connection, selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000138
Figure 00000138
 7. Устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:7. The device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped connection, selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000139
Figure 00000139
 8. Устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:8. The device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped connection, selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000140
Figure 00000140
 9. Устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде мостовой схемы соединения четырех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1, r4=r2 двухполюсников, составляющих мостовое соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:9. The device for demodulating amplitude-modulated signals according to claim 1, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of a bridge circuit connecting four resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 , r 4 = r 2 two-terminal, components of the bridge connection, selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000141
Figure 00000141
 10. Устройство демодуляции амплитудно-модулированных сигналов по п.1, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного П-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1 двухполюсников, составляющих симметричное П-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:10. The device for the demodulation of amplitude-modulated signals according to claim 1, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of a symmetric U-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 two-terminal, making up a symmetrical P- shaped connection selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000142
Figure 00000142
RU2007106466/09A 2007-02-20 2007-02-20 Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals RU2341875C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007106466/09A RU2341875C1 (en) 2007-02-20 2007-02-20 Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007106466/09A RU2341875C1 (en) 2007-02-20 2007-02-20 Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007106466A RU2007106466A (en) 2008-08-27
RU2341875C1 true RU2341875C1 (en) 2008-12-20

Family

ID=40375318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007106466/09A RU2341875C1 (en) 2007-02-20 2007-02-20 Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2341875C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАСКАКОВ С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 1988, с.289. ГОЛОВКОВ А.А. и др. Взаимосвязи между элементами матрицы сопротивлений и их использование для синтеза согласующе-фильтрующих устройств амплитудно-фазовых манипуляторов. Телекоммуникации, 2004, N8, с.с.29-32. *
БУГА Н.Н. и др. Радиоприемные устройства. - М.: Радио и связь, 1986, 149, рис.5.13а). *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007106466A (en) 2008-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2341890C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2341882C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2366075C1 (en) Method and device to demodulate amplitude-modulated rf-signals
RU2341887C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2341888C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2341877C1 (en) Method for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals and devices for its realisation
RU2369005C1 (en) Method of demodulation of amplitude-modulated radio-frequency sygnals and device to this effect
RU2341875C1 (en) Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals
RU2341886C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2351060C2 (en) Method of demodulating amplitude-modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2341871C1 (en) Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals
RU2341869C1 (en) Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals
RU2341870C1 (en) Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals
RU2342771C2 (en) Method of demodulating amplitude modulated radio signals and device to this end
RU2341878C1 (en) Method of amplitude-modulated radio frequency-signals demodulation and device to this effect
RU2341872C1 (en) Device for demodulation of amplitude-modulated radio-frequency signals
RU2341876C1 (en) Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals
RU2341873C1 (en) Devices for demodulation of amplitude-modulated radio-frequency signals
RU2341874C1 (en) Devices for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals
RU2341880C1 (en) Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and devices for its realisation
RU2341883C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2373631C1 (en) Method for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals and device for its realisation
RU2373632C1 (en) Method for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals and device for its realisation
RU2373634C1 (en) Method and device for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals
RU2341879C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090221